Diagnostic accuracy of liver and spleen extracellular volume fraction for staging liver fibrosis using magnetic resonance imaging

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Background: Liver fibrosis is a manifestation of chronic liver diseases (CLD) and a key prognostic factor for their progression. The development of non-invasive quantitative magnetic resonance imaging (MRI) techniques that are robust to the influence of liver tissue composition is important for fibrosis stage stratification. The extracellular volume fraction (ECV) reflects the volume of the extracellular matrix and can be considered a specific quantitative marker of fibrotic changes.

Aim: To evaluate the diagnostic performance of liver and spleen ECV for stratifying liver fibrosis stages and to analyze the effect of steatosis on the robustness of the diagnostic characteristics of the technique.

Methods: This single-center, observational, retrospective, two-sample, comparative study included 427 patients with CLD and 111 patients without CLD examined in inpatient and outpatient settings between November 2024 and July 2025. Fibrosis staging was performed using the Metavir scale (F0–F4). Liver and spleen ECV were calculated based on T1 mapping using the MOLLI 5(3)3 protocol before and 10 minutes after intravenous contrast injection according to the formula: ECV = (1 - Hct) × (ΔR1organ / ΔR1aorta). Steatosis stratification was performed based on the proton density fat fraction, forming subgroups of patients without steatosis and with steatosis. ROC analysis was performed to assess diagnostic performance when discriminating ≥ F2, ≥ F3, and F4.

Results: The study cohort comprised 538 patients (276 women and 262 men, mean age 47.2 ± 14.2 years). Distribution by fibrosis stage: F0 – 228 (of which 111 had no CLD), F1 – 126, F2 – 79, F3 – 40, F4 – 65. No steatosis was found in 287 patients, while 251 had steatosis. Liver and spleen ECV values progressively increased with advancing fibrosis from F0 to F4. Pairwise differences between adjacent stages remained statistically significant (FDR < 0.05). For detecting clinically significant fibrosis (≥ F2), the AUC for liver ECV was 0.865 in patients without steatosis and 0.872 in those with steatosis; for ≥ F3, 0.939 and 0.977; and for F4, 0.976 and 1.000, respectively. For spleen ECV, when detecting stage ≥ F2, the AUC was 0.779 and 0.866; for ≥ F3, 0.882 and 0.911; and for F4, 0.940 and 1.000, without and with steatosis, respectively.

Conclusion: Liver ECV is a highly informative quantitative biomarker of liver fibrotic changes in CLD. The diagnostic performance of the technique increases at later fibrosis stages and remains robust in the presence of steatosis. Spleen ECV provides additional diagnostic value, mainly for assessing severe fibrosis and liver cirrhosis.

Full Text

Фиброз печени представляет собой универсальный морфологический ответ на длительное воздействие повреждающего фактора [1]. Накопление компонентов внеклеточного матрикса ведет к изменению микроархитектоники печени, завершаясь формированием цирроза с развитием портальной гипертензии как терминальной стадии заболевания [2]. Биопсия печени традиционно рассматривается как референсный метод оценки фиброза, однако ее инвазивный характер, риск осложнений и возможность ошибки, обусловленной небольшим объемом исследуемого образца, ограничивают широкое применение [3, 4]. В связи с этим особое значение приобретают неинвазивные методики количественной оценки структурных изменений печени, в том числе посредством магнитно-резонансной томографии (МРТ) [5, 6].

Одна из таких методик – нативное Т1-карти-рование, позволяющее косвенно оценивать фиброзные изменения паренхимы печени [7, 8]. Однако величина Т1-релаксации зависит не только от объема внеклеточного матрикса, но и от других факторов, включая наличие жировой инфильтрации. Наличие стеатоза может изменять значения Т1-релаксации, что потенциально влияет на стабильность диагностических характеристик методики [9–12]. Альтернативной методикой является фракция внеклеточного объема (ФВО), рассчитываемая на основании изменений скорости продольной релаксации до и после внутривенного контрастирования с учетом уровня гематокрита. ФВО отражает долю внеклеточного пространства в ткани и, поскольку фиброз характеризуется увеличением объема внеклеточного матрикса, рассматривается как прямой количественный биомаркер фиброзных изменений [13, 14].

Несмотря на растущий интерес к применению ФВО в гепатологии, данные о диагностической эффективности показателя при различных стадиях фиброза, а также о влиянии выраженности стеатоза на его диагностические характеристики остаются неопределенными ввиду различных подходов к стратификации стеатоза и использования протоколов Т1-картирования с неодинаковыми техническими параметрами [9–12]. Дополнительного анализа требует сопоставление ФВО печени и селезенки как возможных взаимодополняющих количественных биомаркеров структурных изменений при прогрессировании фиброза [15].

Цель – оценить диагностическую эффективность ФВО печени и селезенки при стратификации стадий фиброза печени и проанализировать влияние стеатоза на устойчивость диагностических характеристик методики.

Материал и методы

На базе ГБУЗ «ГКБ им. В. П. Демихова ДЗМ» проведено наблюдательное ретроспективное двухвыборочное сравнительное исследование диагностической точности ФВО печени и селезенки в стадировании фиброза печени по данным МРТ. Объектами исследования служили истории болезни пациентов и база единой радиологической информационной системы с полным набором необходимых данных. Включали данные пациентов, проходивших обследование и лечение в стационарных и амбулаторных условиях в период с ноября 2024 по июль 2025 г. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ГБУЗ «ГКБ им. В. П. Демихова ДЗМ» (протокол № 4 от 19.11.2025). В связи с ретроспективным характером исследования получение информированного согласия пациентов не требовалось.

Сформированы две выборки: основную группу составили пациенты с хроническими заболеваниями печени (ХЗП) различной этиологии, контрольную – пациенты без признаков ХЗП. Способ формирования каждой выборки: включение всех пациентов с полным набором данных МРТ, удовлетворявших критериям включения и не имевших критериев невключения. Критерии включения для пациентов с ХЗП: наличие установленного заболевания из группы ХЗП, наличие полного набора данных МРТ, необходимого для расчета ФВО печени и селезенки и оценки стеатоза, а также результатов биопсии или ультразвуковой эластометрии для стратификации стадии фиброза по шкале Metavir. Критерии включения для пациентов контрольной группы: отсутствие признаков ХЗП, отсутствие фиброзных изменений печени по результатам ультразвуковой эластометрии, наличие данных МРТ для расчета ФВО печени и селезенки и выраженности стеатоза печени. Критериями невключения для обеих групп были отсутствие результатов биопсии или ультразвуковой эластометрии, невозможность стратификации стеатоза и одномоментного расчета ФВО печени и селезенки по результатам МРТ, а также содержание железа в печени более 2 мг/г сухого вещества.

Мультипараметрическую МРТ органов брюшной полости всем пациентам выполняли на томографе Ingenia Ambition S 1,5 Тл (Philips, Нидерланды).

Стадии фиброза определяли по шкале Metavir (F0–F4) на основании комплексной клинико-инструментальной оценки. Всем пациентам проводили ультразвуковую эластометрию печени сдвиговой волной (EPIQ 7, Philips, Нидерланды) с использованием предоставленных производителем пороговых значений: отсутствие фиброзных изменений (F0) – 1,5–5,8 кПа, слабовыраженный фиброз (F1) – 5,9–7,2 кПа, умеренно выраженный фиброз (F2) – 7,3–9,5 кПа, тяжелый фиброз (F3) – 9,6–12,5 кПа и цирроз (F4) – более 12,5 кПа. Данные пункционной биопсии печени были представлены у 48 (8,9%) пациентов.

ФВО рассчитывали по данным Т1-картирования на основе модифицированной последовательности инверсии-восстановления Лука – Локера (англ. Modified Look-Locker Inversion Recovery, MOLLI) по протоколу 5(3)3 до и через 10 минут после внутривенного контрастирования по формуле:

ФВО = (1 - Hct) × (ΔR1органа / ΔR1аорты),

где Hct – гематокрит, представленный в долях единицы (л/л). Параметр ΔR1 отражает изменение скорости продольной релаксации ткани после введения контрастного вещества и определяется как разность величин R1post и R1pre. Скорость продольной релаксации (R1) вычисляли как величину, обратную времени Т1 (R1 = 1/Т1; с-¹).

Измерения выполняли вручную с размещением зон интереса в сегментах S4a, S7, S8 и S2 печени. Области, заданные на нативных картах, переносили на постконтрастные карты с сохранением геометрии. В селезенке выделяли три зоны интереса, которые также переносили на постконтрастные карты, после чего рассчитывали среднее значение. Пример расчета ФВО представлен на рис. 1.

 

Рис. 1. Пример расчета фракции внеклеточного объема (ФВО) печени и селезенки по данным T1-картирования до (А) и после (Б) внутривенного контрастирования. Гематокрит – 39,8%. Среднее время T1-релаксации печени – 609,3/373,3 мс, аорты – 1500/388 мс, селезенки – 1161/531 мс. Расчетное значение ФВО печени – 32,7%, ФВО селезенки – 32,2%

 

В исследовании применен один внеклеточный гадолинийсодержащий контрастный препарат – гадобутрол. Использование единого контрастного средства с фиксированными релаксационными характеристиками исключает вариабельность, связанную с различиями релаксивности, и нивелирует риск влияния типа препарата на расчет ФВО. Контрастирование выполняли внутривенно болюсно в стандартной дозе 0,1 ммоль/кг массы тела с последующим введением физиологического раствора.

Стеатоз оценивали по среднепеченочному значению протонной плотности жировой фракции (импульсная последовательность 3D mDIXON Quant, Philips, Нидерланды) с распределением на S0 (отсутствие стеатоза, < 6,4%), S1 (легкая степень, 6,4–17,4%), S2 (умеренная степень, 17,4–22,1%) и S3 (выраженная степень, ≥ 22,1%). Содержание железа в печени (англ. liver iron concentration, LIC) определяли по картам R2*-релаксации (3D mDIXON Quant) с расчетом LIC = 0,0254 × R2* + 0,202 (мг/г сухого вещества).

Статистический анализ выполняли с помощью программы IBM SPSS Statistics 23.0 (IBM Corp., США). Размер выборки предварительно не рассчитывали. Нормальность распределения количественных данных оценивали с использованием критерия Шапиро – Уилка. Поскольку большинство анализируемых показателей не соответствовало нормальному распределению, данные представляли как медиану и межквартильный размах. Связь между количественными показателями и стадией фиброза оценивали с использованием коэффициента ранговой корреляции Спирмена (ρ). Для межгрупповых сравнений применяли критерий Манна – Уитни.

Диагностическую эффективность оценивали методом ROC-анализа (анализа характеристических кривых) (≥ F2, ≥ F3, F4) с расчетом площади под ROC-кривой (англ. area under the curve, AUC) и 95% доверительных интервалов (ДИ), полученных методом бутстрепа (2000 итераций), и сравнением по тесту ДеЛонга. Порог определяли по индексу Юдена. Рассчитывали чувствительность, специфичность, положительную и отрицательную прогностическую ценность. Дополнительно вычисляли исключающие (чувствительность не менее 85%) и подтверждающие (специфичность не менее 95%) пороговые значения. Для учета множественных сравнений применяли коррекцию Бенджамини – Хохберга.

Результаты

Для определения диагностической эффективности ФВО печени и селезенки при стадировании фиброза печени в исследование включены результаты мультипараметрической МРТ 538 пациентов (276 женщин и 262 мужчины, средний возраст – 47,2 ± 14,2 года). Основную группу составили 427 пациентов с ХЗП различной этиологии, в том числе с метаболически-ассоциированной жировой болезнью печени (n = 232), вирусными гепатитами (n = 118), аутоиммунными заболеваниями печени (n = 35) и алкогольной болезнью печени (n = 42). В контрольную группу вошли 111 пациентов без признаков ХЗП.

В когорте преобладали стадии фиброза F0–F2 (F0 – 228, F1 – 126, F2 – 79), тогда как стадии F3 и F4 встречались реже (40 и 65 случаев соответственно). В основной группе отсутствие фиброзных изменений (F0) отмечено у 117 пациентов. По степени стеатоза наибольшая доля наблюдений приходилась на отсутствие стеатоза (S0, n = 287) и легкую степень (S1, n = 161), а умеренная (S2) и выраженная (S3) степени были представлены 36 и 54 наблюдениями соответственно.

Корреляционный анализ показал статистически значимую отрицательную взаимосвязь между протонной плотностью жировой фракции и значениями ФВО печени (ρ = -0,540; p < 0,001; FDR (англ. false discovery rate – метод контроля ложноположительных результатов) < 0,001). Для ФВО селезенки также определялась отрицательная корреляция меньшей выраженности (ρ = -0,300; p < 0,001; FDR < 0,001). Выявленные зависимости отражают влияние стеатоза на абсолютные значения показателей ФВО.

При оценке взаимосвязи ФВО со стадией фиброза печени получена статистически значимая положительная корреляция (ρ = 0,758; p < 0,001; FDR < 0,001). Для ФВО селезенки также установлена положительная корреляция со стадией фиброза печени (ρ = 0,688; p < 0,001; FDR < 0,001), однако ее выраженность была ниже по сравнению с показателем печени.

С учетом выявленных корреляций выполнен анализ распределения по стадиям фиброза, который показал последовательное увеличение медианных значений ФВО печени и селезенки от стадии F0 к стадии F4 с максимальными значениями при стадии F4 (табл. 1).

 

Таблица 1. Количественные характеристики фракции внеклеточного объема печени и селезенки по стадиям фиброза

Стадия фиброза

ФВО печени, MOLLI 5(3)3, %

ФВО селезенки, MOLLI 5(3)3, %

F0

23,27 [20, 52; 26, 35]

28,72 [26, 87; 30, 59]

F1

25,42 [22, 88; 27, 55]

30,11 [28, 34; 31, 62]

F2

27,01 [25, 36; 29, 44]

31,08 [29, 74; 32, 57]

F3

30,48 [29, 38; 32, 14]

32,94 [31, 28; 34, 01]

F4

48,87 [41, 90; 53, 80]

40,37 [37, 01; 43, 67]

MOLLI (Modified Look-Locker Inversion recovery) – модифицированный метод Лука – Локера с инверсией восстановления, схема сбора данных – 5(3)3; ФВО – фракция внеклеточного объема

Данные представлены в виде медианы и межквартильного размаха (Ме [Q25%; Q75%])

 

Попарное сравнение ФВО печени и селезенки между смежными стадиями фиброза выявило статистически значимые различия во всех анализируемых парах, сохранявшие значимость после коррекции по методу Бенджамини – Хохберга (FDR < 0,05) (табл. 2), что отражает наличие последовательного количественного градиента показателей.

 

Таблица 2. Попарное сравнение показателей фракции внеклеточного объема печени и селезенки между смежными стадиями фиброза печени по шкале Metavir (F0–F4)

Показатель

F0–F1

F1–F2

F2–F3

F3–F4

ФВО печени, MOLLI 5(3)3, %

p = 0,019

p = 0,001

p < 0,001

p < 0,001

ФВО селезенки, MOLLI 5(3)3, %

p = 0,012

p = 0,011

p = 0,001

p < 0,001

MOLLI (Modified Look-Locker Inversion recovery) – модифицированный метод Лука – Локера с инверсией восстановления, схема сбора данных – 5(3)3; ФВО – фракция внеклеточного объема

Для попарного сравнения смежных стадий фиброза применяли критерий Манна – Уитни

 

ROC-анализ при разграничении клинически значимого фиброза (≥ F2), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), а также цирроза печени (F4) с учетом стратификации по стеатозу представлен в табл. 3, из которой следует, что AUC для ФВО печени увеличивалась по мере прогрессирования фиброза: при ≥ F2 она составляла 0,865–0,872, при ≥ F3 – 0,939–0,977, при F4 – 0,976–1,000. Для ФВО селезенки значения AUC были несколько ниже при ≥ F2 (0,779–0,866), однако при ≥ F3 и F4 сохраняли высокий уровень (0,882–0,911 и 0,940–1,000 соответственно).

 

Таблица 3. Диагностическая эффективность фракции внеклеточного объема печени и селезенки при выявлении клинически значимого фиброза (≥ F2), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), цирроза печени (F4) по шкале Metavir в подгруппах в зависимости от наличия стеатоза

Диагностический порог

Показатель

Стеатоз

AUC

95% ДИ

Порог, %

Чувствительность, %

Специфичность, %

≥ F2

ФВО печени

S0

0,865

0,686–1,000

29,49

75,5

88,3

≥ F2

ФВО печени

S1–S3

0,872

0,712–1,000

27,04

67,1

92,6

≥ F2

ФВО селезенки

S0

0,779

0,579–0,978

31,9

64,9

85

≥ F2

ФВО селезенки

S1–S3

0,866

0,699–1,000

31,21

75,7

88,3

≥ F3

ФВО печени

S0

0,939

0,894–0,973

33,96

81,4

93,1

≥ F3

ФВО печени

S1–S3

0,977

0,951–0,994

28,24

94,6

88,9

≥ F3

ФВО селезенки

S0

0,882

0,809–0,945

33,56

79,7

91,4

≥ F3

ФВО селезенки

S1–S3

0,911

0,855–0,957

31,87

89,2

77,8

F4

ФВО печени

S0

0,976

0,952–0,993

34,54

95,5

87,7

F4

ФВО печени

S1–S3

1,000

1,000–1,000

37,41

100

100

F4

ФВО селезенки

S0

0,940

0,893–0,977

34,15

86,4

87,7

F4

ФВО селезенки

S1–S3

1,000

1,000–1,000

36,06

100

100

AUC (area under the curve) – площадь под ROC-кривой; ≥ F2 – стадии фиброза печени F2–F4 по шкале Metavir; ≥ F3 – стадии фиброза печени F3–F4 по шкале Metavir; S0 – отсутствие стеатоза; S1–S3 – стеатоз 1–3-й степени; ДИ – доверительный интервал; ФВО – фракция внеклеточного объема

 

В подгруппе пациентов с наличием стеатоза (S1–S3) при выявлении стадии F4 число положительных исходов составляло 19 при 232 отрицательных, что необходимо учитывать при интерпретации AUC = 1,000 и значений чувствительности и специфичности 100% (табл. 4).

 

Таблица 4. Численность положительных и отрицательных исходов в ROC-анализе при разграничении клинически значимого фиброза (≥ F2), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), цирроза печени (F4) по шкале Metavir в подгруппах в зависимости от наличия стеатоза

Подгруппа / диагностический порог

Положительный исход, абс.

Отрицательный исход, абс.

Всего, абс.

S0:

   

≥ F2

97

190

287

≥ F3

61

226

287

F4

46

241

287

S1–S3:

   

≥ F2

87

164

251

≥ F3

44

207

251

F4

19

232

251

≥ F2 – стадии фиброза печени F2–F4 по шкале Metavir, ≥ F3 – стадии фиброза печени F3–F4 по шкале Metavir, S0 – отсутствие стеатоза, S1–S3 – стеатоз 1–3-й степени

 

Стратификация по степени стеатоза не сопровождалась снижением дискриминирующей способности ФВО печени, тогда как для ФВО селезенки отмечалась большая вариабельность чувствительности и специфичности.

Дополнительный анализ позволил определить исключающие (чувствительность ≥ 85%) и подтверждающие (специфичность ≥ 95%) пороговые значения ФВО для каждого диагностического порога (табл. 5). Для печени подтверждающие пороги возрастали по мере прогрессирования фиброза и достигали максимальных значений на стадии цирроза. Для селезенки диапазон чувствительности и специфичности был более вариабельным.

 

Таблица 5. Исключающие и подтверждающие пороговые значения ФВО печени и селезенки при выявлении клинически значимого фиброза (≥ F2), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), цирроза печени (F4) по шкале Metavir в подгруппах в зависимости от наличия стеатоза

Диагностический порог

Показатель

Стеатоз

Исключающие пороговые значения, %

Чувствитель-ность, %

Специфич-ность, %

Подтверж-дающие пороговые значения, %

Чувствитель-ность, %

Специфич-ность, %

Положительная прогности-ческая ценность %

Отрицательная прогностическая ценность, %

≥ F2

ФВО печени

S0

27,54

85,1

47,8

29,49

75,5

95,7

90

88,4

≥ F2

ФВО печени

S1–S3

24,66

85,7

59

28,80

54,3

97,4

91,7

80,1

≥ F2

ФВО селезенки

S0

29,44

89,4

30,4

32,80

59,6

95,7

87,6

82,3

≥ F2

ФВО селезенки

S1–S3

29,76

85,7

56,4

33,15

45,7

97,4

90,3

77,2

≥ F3

ФВО печени

S0

31,91

86,4

82,8

35,55

71,2

96,6

85

92,6

≥ F3

ФВО печени

S1–S3

28,89

86,5

94,4

29,60

83,8

97,2

86,4

96,6

≥ F3

ФВО селезенки

S0

32,02

88,1

82,8

35,74

62,7

98,3

90,9

90,7

≥ F3

ФВО селезенки

S1–S3

31,87

89,2

77,8

35,03

54,1

98,6

89,1

91

F4

ФВО печени

S0

36,65

86,4

94,5

41,40

77,3

98,6

91,3

95,8

F4

ФВО печени

S1–S3

37,41

100

100

37,41

100

100

100

100

F4

ФВО селезенки

S0

34,15

86,4

87,7

36,55

72,7

95,9

77,2

94,8

F4

ФВО селезенки

S1–S3

36,06

100

100

36,06

100

100

100

100

≥ F2 – стадии фиброза печени F2–F4 по шкале Metavir, ≥ F3 – стадии фиброза печени F3–F4 по шкале Metavir, S0 – отсутствие стеатоза, S1–S3 – стеатоз 1–3-й степени, ФВО – фракция внеклеточного объема

 

Сравнительный анализ площадей под ROC-кривыми с использованием теста ДеЛонга не выявил статистически значимых различий между ФВО печени и селезенки ни при одном из анализируемых порогов фиброза.

В подгруппе без стеатоза (S0) при выявлении клинически значимого фиброза (≥ F2) значения AUC составили 0,865 для печени и 0,779 для селезенки (p = 0,214), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3) – 0,939 и 0,882 (p = 0,173), цирроза (F4) – 0,976 и 0,940 (p = 0,221).

В подгруппе с наличием стеатоза (S1–S3) при пороге клинически значимого фиброза (≥ F2) AUC равнялись 0,872 и 0,866 (p = 0,812), при ≥ F3 – 0,977 и 0,911 (p = 0,094). При выявлении цирроза (F4) в данной подгруппе значения AUC для обоих показателей составили 1,000, поэтому статистическое сравнение не проводилось ввиду отсутствия вариабельности распределений. Несмотря на численно более высокие значения AUC для печени, статистически значимого превосходства показателя ФВО печени над ФВО селезенки не выявлено.

ROC-кривые при выявлении клинически значимого фиброза (≥ F2) представлены на рис. 2 и отражают сопоставимую дискриминирующую способность показателей в подгруппах S0 и S1–S3.

 

Рис. 2. ROC-кривые фракции внеклеточного объема (ФВО) печени и селезенки при выявлении клинически значимого фиброза (стадии фиброза печени F2–F4 по шкале Metavir) с учетом стратификации по степени стеатоза; S0 – отсутствие стеатоза, S1–S3 – стеатоз 1–3-й степени

 

Полученные данные подтверждают последовательное увеличение ФВО печени и селезенки по мере прогрессирования фиброза. Диагностическая точность возрастала при переходе к поздним стадиям, при этом для ФВО печени регистрировались более высокие значения AUC без достижения статистически значимых различий по сравнению с ФВО селезенки.

Обсуждение

Согласно результатам настоящего исследования, ФВО печени количественно отражает степень структурной перестройки паренхимы при прогрессировании фиброза. Последовательное увеличение значений от отсутствия фиброза к циррозу и сохранение различий между смежными стадиями воспроизводят описанную ранее зависимость ФВО от накопления внеклеточного матрикса и увеличения объема интерстициального пространства, подтверждая ее морфологическую обоснованность [13, 14].

Исследуемая выборка включала пациентов с ХЗП различной этиологии, которые встречаются в повседневной клинической практике и нуждаются в неинвазивной оценке фиброза печени. Исследование выполнено в одном центре на одной МР-платформе с использованием единого протокола и стандартизованной постобработки изображений. Эти особенности обеспечили методологическую однородность выборки и сопоставимость полученных количественных данных.

Выявленные закономерности согласуются с данными зарубежных исследований, в которых ФВО печени рассматривалась как количественный МР-показатель фиброза. Несколько исследователей показали, что ФВО печени связана со стадией фиброза и характеризуется высокой диагностической эффективностью при выявлении стадий фиброза F2–F4 [13–15]. Настоящее исследование подтверждает эти наблюдения на независимой клинической когорте и уточняет их применительно к стратификации по стеатозу.

Наибольшее клиническое значение имеет разграничение пациентов с клинически значимым фиброзом печени (≥ F2). В представленной когорте ФВО печени демонстрировала высокую диагностическую точность в определении клинически значимого фиброза (≥ F2) с дальнейшим ростом AUC при разграничении тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), а также цирроза печени (F4), что отражает усиление различий между стадиями по мере прогрессирования фиброзной перестройки [16].

Отрицательная корреляция между протонной плотностью жировой фракции и ФВО печени указывает на влияние стеатоза на абсолютные значения показателя. Для ФВО селезенки также выявлена отрицательная, но менее выраженная связь. Однако стратификация по степени стеатоза не сопровождалась снижением AUC для печени, что позволяет уточнить характер этого эффекта: стеатоз изменяет численные параметры, но не снижает способность показателя разграничивать стадии фиброза.

Сравнение ФВО печени и селезенки показало их однонаправленное увеличение при прогрессировании заболевания, что отражает системный характер ремоделирования при ХЗП. При большинстве порогов AUC для печени были выше, тогда как отсутствие статистически значимых различий по тесту ДеЛонга свидетельствует о согласованной диагностической направленности обоих показателей при количественном преимуществе ФВО печени [16, 17].

Анализ исключающих и подтверждающих порогов позволил определить диапазоны интерпретации ФВО печени и селезенки при выявлении клинически значимого фиброза (≥ F2), тяжелого фиброза и цирроза печени (≥ F3), а также цирроза печени (F4), что расширяет практическую применимость методики на МР-томографах 1,5 Тл при условии использования аналогичного протокола Т1-картирования.

В целом полученные данные подтверждают диагностическую состоятельность ФВО печени как количественного МР-показателя фиброза и уточняют ее характеристики с учетом стеатоза и сопоставления с ФВО селезенки.

Ограничения исследования. Морфологическая верификация фиброза была доступна не во всех случаях, что допускает вероятность классификационных расхождений. Полученные пороговые значения и показатели диагностической эффективности требуют осторожности при экстраполяции на другие томографы и протоколы картирования ввиду возможного влияния параметров последовательностей и алгоритмов реконструкции на абсолютные значения ФВО. Получение AUC = 1,000 и значений чувствительности и специфичности 100% при выявлении цирроза в подгруппе с наличием стеатоза, вероятно, связано с небольшим размером подгруппы и эффектом полного разделения классов, что требует осторожной интерпретации этих результатов и их дальнейшей валидации на независимых выборках. В связи с этим перспективным направлением дальнейших исследований представляется внешняя валидация полученных данных на независимых выборках пациентов, обследованных на других МР-томографах.

Заключение

ФВО печени – количественный биомаркер, статистически значимо возрастающий от стадии отсутствия фиброзных изменений к стадии цирроза печени и демонстрирующий высокую диагностическую точность по данным ROC-анализа с сохранением эффективности при стеатозе. ФВО селезенки изменяется однонаправленно и может рассматриваться как дополнительный количественный биомаркер, однако характеризуется большей вариабельностью диагностических характеристик ROC-анализа. Полученные результаты имеют как научную, так и практическую значимость для неинвазивного стадирования фиброза при ХЗП различной этиологии и обосновывают включение расчета ФВО печени и селезенки в протокол исследования МРТ.

Дополнительная информация

Финансирование

Исследование выполнено в рамках проведения диссертационной работы Ю.Н. Савченкова «Возможности мультипараметрической магнитно-резонансной томографии в диагностике и мониторинге эффективности лечения хронических заболеваний печени» без привлечения дополнительного финансирования со стороны третьих лиц.

Конфликт интересов

Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Участие авторов

Ю.Н. Савченков – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, анализ и интерпретация полученных данных, написание текста рукописи; Г.Е. Труфанов, В.А. Фокин, Е.А. Ионова – консультирование по концепции и дизайну исследования, редактирование текста, утверждение итогового варианта текста рукописи; А.Р. Мелтонян, А.В. Анисонян, Е.С. Сбикина – сбор данных, редактирование текста. Все авторы прочли и одобрили финальную версию статьи перед публикацией, согласны нести ответственность за все аспекты работы и гарантируют, что ими надлежащим образом были рассмотрены и решены вопросы, связанные с точностью и добросовестностью всех частей работы.

×

About the authors

Yury N. Savchenkov

Burnazyan Federal Medical Biophysical Center; Demikhov City Clinical Hospital

Author for correspondence.
Email: yura_savchenkov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8258-522X

MD, PhD, Assistant, Chair of Radiation Diagnostics with a Course of Radiology; Head of the Department of Radiation Diagnostics

Russian Federation, 23 Marshala Novikova ul., Moscow, 123098; 4 Shkuleva ul., Moscow, 109263

Gennadii E. Trufanov

Almazov National Medical Research Centre

Email: trufanovge@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1611-5000

MD, PhD, Professor, Head of the Chair of Radiation Diagnostics and Medical Imaging with Clinic

Russian Federation, 2 Akkuratova ul., Saint Petersburg, 197341

Vladimir A. Fokin

Almazov National Medical Research Centre

Email: vladfokin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7885-9024

MD, PhD, Professor, Professor of the Chair of Radiation Diagnostics and Medical Imaging with Clinic

Russian Federation, 2 Akkuratova ul., Saint Petersburg, 197341

Elena A. Ionova

Burnazyan Federal Medical Biophysical Center

Email: ionela60@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6084-2061

MD, PhD, Head of the Chair of Radiation Diagnostics with a Course of Radiology

Russian Federation, 23 Marshala Novikova ul., Moscow, 123098

Asia R. Meltonian

Almazov National Medical Research Centre

Email: a.r.meltonyan@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-5149-4667

Postgraduate Student, Chair of Endocrinology

Russian Federation, 2 Akkuratova ul., Saint Petersburg, 197341

Anastasia V. Anisonyan

Loginov Moscow Clinical Scientific and Practical Center

Email: anastasiya7651@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2869-0712

MD, PhD, Research Fellow, Liver Disease Diagnostic Center

Russian Federation, 1–1 Novogireevskaya ul., Moscow, 111123

Evgenia S. Sbikina

Loginov Moscow Clinical Scientific and Practical Center

Email: esbikina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-2195-9643

MD, Senior Research Fellow, Liver Disease Diagnostic Center

Russian Federation, 1–1 Novogireevskaya ul., Moscow, 111123

References

  1. Liedtke C, Nevzorova YA, Luedde T, Zimmermann H, Kroy D, Strnad P, Berres ML, Bernhagen J, Tacke F, Nattermann J, Spengler U, Sauerbruch T, Wree A, Abdullah Z, Tolba RH, Trebicka J, Lammers T, Trautwein C, Weiskirchen R. Liver fibrosis-from mechanisms of injury to modulation of disease. Front Med (Lausanne). 2022;8:814496. doi: 10.3389/fmed.2021.814496.
  2. Tham EKJ, Tan DJH, Danpanichkul P, Ng CH, Syn N, Koh B, Lim RYZ, Wijarnpreecha K, Teng MLP, Nah BKY, Sim BKL, Cheng X, Zhang Z, Mitra K, Nakamura T, Takahashi H, Loomba R, Zheng MH, Muthiah M, Huang DQ. The global burden of cirrhosis and other chronic liver diseases in 2021. Liver Int. 2025;45(3):e70001. doi: 10.1111/liv.70001.
  3. Chowdhury AB, Mehta KJ. Liver biopsy for assessment of chronic liver diseases: A synopsis. Clin Exp Med. 2023;23(2):273–285. doi: 10.1007/s10238-022-00799-z.
  4. Borz-Baba L, Aydin A, Parvin R. Liver biopsy in metabolic-associated steatotic liver disease: Accuracy, challenges, and alternatives. Cureus. 2026;18(2):e103284. doi: 10.7759/cureus.103284.
  5. Huang W, Peng Y, Kang L. Advancements of non-invasive imaging technologies for the diagnosis and staging of liver fibrosis. View. 2024;5(4):20240010. doi: 10.1002/VIW.20240010.
  6. Maino C, Vernuccio F, Cannella R, Cristoferi L, Franco PN, Carbone M, Cortese F, Faletti R, De Bernardi E, Inchingolo R, Gatti M, Ippolito D. Non-invasive imaging biomarkers in chronic liver disease. Eur J Radiol. 2024;181:111749. doi: 10.1016/j.ejrad.2024.111749.
  7. Xue S, Zhu Y, Shao M, Zhu K, Rong J, Liu T, Yin X, Zhang S, Yin L, Wang X. T1/T2 mapping as a non-invasive method for evaluating liver fibrosis based on correlation of biomarkers: A preclinical study. BMC Gastroenterol. 2025;25(1):122. doi: 10.1186/s12876-025-03701-9.
  8. Serai SD, Robson MD, Tirkes T, Trout AT. T1 mapping of the abdomen, from the AJR "How We Do It" special series. AJR Am J Roentgenol. 2025;224(6):e2431643. doi: 10.2214/AJR.24.31643.
  9. Mozes FE, Tunnicliffe EM, Moolla A, Marjot T, Levick CK, Pavlides M, Robson MD. Mapping tissue water T1 in the liver using the MOLLI T1 method in the presence of fat, iron and B0 inhomogeneity. NMR Biomed. 2019;32(2):e4030. doi: 10.1002/nbm.4030.
  10. Higashi M, Tanabe M, Yamane M, Keerthivasan MB, Imai H, Yonezawa T, Nakamura M, Ito K. Impact of fat on the apparent T1 value of the liver: Assessment by water-only derived T1 mapping. Eur Radiol. 2023;33(10):6844–6851. doi: 10.1007/s00330-023-10052-0.
  11. Mozes FE, Tunnicliffe EM, Pavlides M, Robson MD. Influence of fat on liver T1 measurements using modified Look-Locker inversion recovery (MOLLI) methods at 3T. J Magn Reson Imaging. 2016;44(1):105–111. doi: 10.1002/jmri.25146.
  12. Fellner C, Nickel MD, Kannengiesser S, Verloh N, Stroszczynski C, Haimerl M, Luerken L. Water-fat separated T1 mapping in the liver and correlation to hepatic fat fraction. Diagnostics (Basel). 2023;13(2):201. doi: 10.3390/diagnostics13020201.
  13. Mesropyan N, Kupczyk P, Dold L, Weismüller TJ, Sprinkart AM, Mädler B, Pieper CC, Kuetting D, Strassburg CP, Attenberger U, Luetkens JA. Non-invasive assessment of liver fibrosis in autoimmune hepatitis: Diagnostic value of liver magnetic resonance parametric mapping including extracellular volume fraction. Abdom Radiol (NY). 2021;46(6):2458–2466. doi: 10.1007/s00261-020-02822-x.
  14. Obmann VC, Ardoino M, Klaus J, Catucci D, Berzigotti A, Montani M, Peters A, Todorski I, Wagner B, Zbinden L, Gräni C, Ebner L, Heverhagen JT, Christe A, Huber AT. MRI extracellular volume fraction in liver fibrosis – A comparison of different time points and blood pool measurements. J Magn Reson Imaging. 2024;60(4):1678–1688. doi: 10.1002/jmri.29259.
  15. Wang HQ, Jin KP, Zeng MS, Chen CZ, Rao SX, Ji Y, Fu CX, Sheng RF. Assessing liver fibrosis in chronic hepatitis B using MR extracellular volume measurements: Comparison with serum fibrosis indices. Magn Reson Imaging. 2019;59:39–45. doi: 10.1016/j.mri.2019.03.002.
  16. Mesropyan N, Isaak A, Faron A, Praktiknjo M, Jansen C, Kuetting D, Meyer C, Pieper CC, Sprinkart AM, Chang J, Maedler B, Thomas D, Kupczyk P, Attenberger U, Luetkens JA. Magnetic resonance parametric mapping of the spleen for non-invasive assessment of portal hypertension. Eur Radiol. 2021;31(1):85–93. doi: 10.1007/s00330-020-07080-5.
  17. Catucci D, Obmann VC, Berzigotti A, Gräni C, Guensch DP, Fischer K, Ebner L, Heverhagen JT, Christe A, Huber AT. Noninvasive assessment of clinically significant portal hypertension using ΔT1 of the liver and spleen and ECV of the spleen on routine Gd-EOB-DTPA liver MRI. Eur J Radiol. 2021;144:109958. doi: 10.1016/ j.ejrad.2021.109958.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Example of liver and spleen extracellular volume fraction calculation using T1 mapping before (A) and after (B) intravenous contrast administration. Hematocrit – 39.8%. Mean T1 relaxation times: liver – 609.3/373.3 ms, aorta – 1500/388 ms, spleen – 1161/531 ms. Calculated extracellular volume fraction values: liver – 32.7%, spleen – 32.2%

Download (399KB)
3. Fig. 2. ROC curves of liver and spleen extracellular volume fraction for detecting clinically significant fibrosis (liver fibrosis stages F2–F4 according to the Metavir scale) stratified by steatosis grade. ECV, extracellular volume fraction; S0, no steatosis; S1–S3, steatosis grades 1–3

Download (110KB)
4. Tables
Download (22KB)

Copyright (c) 2026 Savchenkov Y.N., Trufanov G.E., Fokin V.A., Ionova E.A., Meltonian A.R., Anisonyan A.V., Sbikina E.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.